12种开关电源拓扑结构总结（非隔离式和隔离式两种）

一、12 种开关模式电源拓扑总结

话不多说，直接上图，这里分为非隔离式和隔离式两种：

非隔离式拓扑总结

隔离式拓扑总结

如何选择开关模式电源拓扑总结

二、Buck

1、Buck

Buck

Buck

三、Boost

1、Boost

    与Buck拓扑一样，Boost也是非隔离的，Boost拓扑会升高电压。

    由于Boost 拓扑在连续导通模式下工作时会以连续、均匀的方式吸收电流，因此它是功率因素校正电路的理想选择。

Boost

Boost计算公式

四、Buck-Boost

1、Buck-Boost

    Buck -Boost 可以升高或者降低电压。这种拓扑结构在电池供电的应用中特别有用，其中输入电压随时间变化，但具有输出电压反相的缺点。

Buck-Boost

Buck-Boost

五、Sepic

1、Sepic

Sepic

六、Ćuk

    除了两个电感之外，SEPIC 和 Ćuk 拓扑都使用电容来存储能量。两个电感可以是单独的电感，也可以是耦合电感形式的单个组件。

    这两种拓扑与降压-升压拓扑相似，都可以升压或降压输入电压，非常适合电池应用。

    SEPIC 相对于 Ćuk 和降压-升压转换器具有额外的优势，因为它的输出是非反相的。SEPIC/Ćuk 拓扑的一个优点是电容可以提供一些有限的隔离。耦合电感可用于 SEPIC 和 Ćuk 拓扑，并且可随时提供定制电感来满足特殊需求。

七、反激式

1、反激式

    反激式本质上是降压-升压拓扑，通过使用变压器作为存储电感来隔离。变压器不仅提供隔离，而且通过改变匝数比，可以调节输出电压。

反激式

反激式

输入输出电压关系

八、正激式

1、正激式

    正激式转换器实际上是一个变压器隔离降压转换器。正激转换器最适合低功耗应用。

正激式

正激式

九、双晶体管正激式

1、双晶体管正激式

    双晶体管拓扑是一种非常可靠的设计，不会因电压尖峰而对晶体管造成压力。

    由于输入和输出之间存在隔离，因此双晶体管正激转换器属于初级开关转换器系列。适用于高达数百瓦的输出功率，两个晶体管由脉宽调制控制电压同时导通和截止。

双晶体管正激式

双晶体管正激式

十、主动钳位正激式

主动钳位正激式

十一、半桥

1、半桥

    半桥拓扑与推挽拓扑一样，可以很好地扩展到更高的功率级别，并且基于正激转换器拓扑。如果两个开关同时打开，则该拓扑也存在相同的直通电流问题。为了控制这一点，每个开关的导通时间之间需要有一个死区时间。这将占空比限制在 45% 左右。

    有利的是，半桥拓扑开关应力等于输入电压，使其更适合 250VAC 和 PFC 应用。

    另一方面，输出电流比推挽拓扑高得多，因此不太适合高电流输出。

半桥

十二、Push-Pull

1、Push-Pull

    推挽式拓扑本质上是一个正向转换器，具有2个初级绕组，用于创建双驱动绕组，比反激式更能有效地利用变压器的核心。

    另一方面，一次仅使用一半的铜。从而显著增加类似尺寸变压器的铜损。对于类似的功率水平，与正激转换器相比，推挽式转换具有更小的滤波器。

    然而，推挽式转换器相对于反激式和正激式转换器的优势在于它们可以扩展到更高的功率。推挽式转换器的开关控制可能很困难，因为必须小心不要同时打开两个开关。这样做会在变压器中产生相等且相反的磁通量，从而导致低阻抗和通过开关的非常大的直通电流，从而可能损坏开关。

    推挽式拓扑的另一个缺点是开关应力非常高 (2∙VIN)，这使得该拓扑不适合 250VAC 和 PFC 应用。

Push-Pull

Push-Pull

十三、全桥

    H桥由四个开关组成，用于控制流向负载的电流，这实际上只是用开关控制电流方向的一种方法。

    比如说，要反转电机，电源必须反转，这就是 H 桥的作用，H 桥电路最典型的应用也是电机控制。

    有多种不同的 H 桥设计，实际电路将取决于晶体管的数量、布局类型、控制线的数量、电桥的电压和许多其他因素。

    使用 H 桥时必须非常小心的一件事是不要造成短路。如果发生短路，肯定会烧毁 H 桥。

全桥